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Calcolatore effetto Compton

Un fotone diffuso a 90° da un elettrone a riposo guadagna esattamente una lunghezza d'onda Compton, circa 2,426 pm, e la retrodiffusione a 180° la raddoppia. Inserisca l'angolo in gradi, da 0 a 180, e ottenga lo spostamento in metri. Gratis nel suo browser.

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Se inserisce
Angolo
90
Ottiene
Spostamento della lunghezza d'onda
0 m
Lunghezza d'onda di Compton
0
Uno meno coseno
1

L'effetto Compton è la diffusione anelastica di un fotone su un elettrone libero: il fotone cede parte della propria energia e della quantità di moto, così la lunghezza d'onda diffusa è maggiore di quella incidente.

Che cosa calcola la diffusione Compton dall'angolo

Quando un fotone collide con un elettrone libero o debolmente legato, la conservazione dell'energia e della quantità di moto obbliga il fotone a uscire con energia minore e quindi con una lunghezza d'onda maggiore. Quel processo anelastico è la diffusione Compton. La diffusione in avanti a θ = 0° non produce spostamento.

Un urto ad angolo retto di 90° produce uno spostamento di una lunghezza d'onda Compton. La retrodiffusione a 180° produce lo spostamento massimo di due lunghezze d'onda Compton. Non chiede la lunghezza d'onda incidente, non restituisce l'energia del fotone diffuso e non tratta correzioni di elettrone legato, sezioni d'urto di Klein–Nishina né produzione di coppie; quelle sono altre intenzioni di ricerca.

Dove un calcolatore dell'effetto Compton si ripaga

Aule e piattaforme di tutoraggio usano un calcolatore dell'effetto Compton perché gli studenti possano controllare Δλ per angoli arbitrari senza mescolare gradi e radianti né dimenticare che il coseno di 90° è zero. I laboratori di fisica moderna del primo anno che diffondono raggi X su grafite o alluminio hanno bisogno di un oracolo deterministico dello spostamento di lunghezza d'onda atteso all'angolo del rivelatore realmente impostato sul goniometro.

I quaderni di spettroscopia gamma e i primer di radioprotezione tabulano il rinculo massimo a 180° quando si parla di schermatura, risposta del rivelatore e dell'energia che un fotone può perdere in un solo urto. I generatori di esami e i plugin LMS hanno bisogno di un oracolo che segni un angolo di 200° come non valido invece di avvolgerlo in silenzio o restituire un artefatto di coseno negativo da un argomento fuori intervallo. La convalida fallita non consuma il saldo.

Controlli in aula e nei compiti sull'effetto Compton

Lasci che gli studenti inviino un angolo di diffusione in gradi e verifichino lo spostamento di lunghezza d'onda Compton in metri rispetto all'identità del testo Δλ = λ_C (1 − cos θ).

Laboratori di raggi X e spettroscopia gamma

Preveda il Δλ atteso all'angolo del goniometro o del rivelatore per raggi X o gamma diffusi Compton senza importare una libreria di dati nucleari.

Valutazione automatica di esami e LMS

Valuti gli item della formula di Compton con un oracolo deterministico che rifiuta angoli fuori da 0–180° e non inventa mai uno spostamento per una collisione non fisica.

Come si calcola lo spostamento Compton dall'angolo di diffusione?

Invii un angolo di diffusione finito in gradi tra 0 e 180.

Quale lunghezza d'onda Compton dell'elettrone usa questo calcolatore?

λ_C è calcolata dalla costante di Planck SI esatta e dalla velocità della luce con la massa dell'elettrone CODATA 2018, poi arrotondata a dodici cifre significative (circa 2.42631023868×10⁻¹² m).

Che succede se l'angolo non è compreso tra 0 e 180 gradi?

Una sola collisione Compton non può produrre un angolo di diffusione fuori da 0° (in avanti) a 180° (retrodiffusione), e il fallimento non viene addebitato.

Perché un urto a 90° sposta la lunghezza d'onda di una Compton?

Perché 1 − cos 90° = 1, quindi Δλ = λ_C. La diffusione in avanti (0°) dà Δλ = 0; la retrodiffusione (180°) dà lo spostamento massimo 2 λ_C.

Lo spostamento dipende dalla lunghezza d'onda del fotone incidente?

No. Lo spostamento dipende solo dall'angolo di diffusione, non dalla lunghezza d'onda incidente, quindi raggi X e raggi gamma diffusi allo stesso angolo si spostano della stessa quantità.

Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/compton-scattering

Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/compton-scattering \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"angle":90}'
{
  "angle": 90
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.compton_scattering",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.

per richiesta$0.002

Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.

HTTPCodiceSignificato
401unauthorizedChiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization.
402insufficient_balanceCredito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività.
404unknown_typeTipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta.
429rate_limitedTroppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo.

La formula di Arthur Compton del 1923 isola quello spostamento di lunghezza d'onda dal solo angolo di diffusione, Δλ = λ_C (1 − cos θ), dove λ_C è la lunghezza d'onda Compton dell'elettrone h/(m_e c). Questo calcolatore accetta l'angolo di diffusione del fotone in gradi, applica la formula di Compton e restituisce lo spostamento di lunghezza d'onda in metri. Gli angoli fuori dall'intervallo chiuso da 0° a 180° vengono rifiutati con invalid_input perché non sono angoli di diffusione fisici di una singola collisione fotone-elettrone.

Che cosa calcola la diffusione Compton dall'angolo

Trattando il fotone come una particella con energia hν e quantità di moto h/λ, e l'elettrone inizialmente a riposo con energia di riposo m_e c², l'algebra si riduce a un risultato cinematico compatto: il cambiamento di lunghezza d'onda dipende solo dall'angolo di diffusione θ tra le direzioni incidente e diffusa. La formula di Compton è Δλ = λ′ − λ = (h / (m_e c)) (1 − cos θ), o in modo equivalente Δλ = λ_C (1 − cos θ), dove λ_C è la lunghezza d'onda Compton dell'elettrone. Questo calcolatore usa la costante di Planck SI esatta 6.62607015×10⁻³⁴ joule-secondo, la massa a riposo dell'elettrone CODATA 2018 9.1093837015×10⁻³¹ chilogrammo e la velocità della luce esatta 299792458 metri al secondo, così λ_C vale 2.42631023868×10⁻¹² metri, circa 2.43 picometri. L'endpoint valuta quella forma chiusa per un angolo e restituisce sempre lo spostamento in metri come grandezza SI principale.

Contratto di ingresso, forma della risposta ed errori

Il valore deve essere un numero finito nell'intervallo chiuso da 0 a 180 incluso. Invii un corpo JSON con un campo obbligatorio: angle, l'angolo di diffusione del fotone θ in gradi. Gli alias theta, scattering_angle, angle_degrees e deg sono accettati e significano la stessa cosa. I numeri JSON e le stringhe numeriche come "90" sono validi; stringhe vuote, testo non numerico, NaN e infiniti falliscono con invalid_input nominando angle. I valori sotto 0° o sopra 180° falliscono anch'essi con invalid_input, perché una sola collisione Compton non può produrre un angolo di diffusione fuori da quell'intervallo: quei fallimenti non vengono addebitati. In caso di successo il corpo ripete l'angolo analizzato; wavelength_shift, il cambiamento di lunghezza d'onda Compton Δλ in metri; compton_wavelength, la lunghezza d'onda Compton dell'elettrone λ_C usata nella formula; one_minus_cos, il fattore adimensionale (1 − cos θ); formula come identità ASCII breve; e unit impostato a m. Controlli classici: 0° restituisce wavelength_shift 0; 90° restituisce una lunghezza d'onda Compton, circa 2.426×10⁻¹² m; 180° restituisce il doppio. Abbini la cifra alla propria conversione di energia se serve anche l'energia del fotone diffuso; questo endpoint risolve solo lo spostamento cinematico e non emette spettri, grafici né prosa passo passo oltre il campo formula.

Dove un calcolatore dell'effetto Compton si ripaga

Poiché l'implementazione è parse di livello A, ogni chiamata andata a buon fine costa il prezzo base pubblicato $0.002 senza token di modello e senza rete in uscita. Tenga l'angolo tra 0° e 180°, fissi wavelength_shift arrotondato nei test e otterrà una cinematica Compton riproducibile per i compiti, le pipeline di valutazione e i worker di bordo senza allestire un kit di fisica delle particelle proprio.

Quanto costa il calcolatore dell'effetto Compton?

Lo strumento nel browser è gratuito. Le richieste API usano il saldo prepagato KIT a $0.002 per chiamata andata a buon fine; un input non valido non viene addebitato.

Leggi la documentazione completa del KIT →